JP2010065522A - 太陽電池タイル - Google Patents

太陽電池タイル Download PDF

Info

Publication number
JP2010065522A
JP2010065522A JP2009140953A JP2009140953A JP2010065522A JP 2010065522 A JP2010065522 A JP 2010065522A JP 2009140953 A JP2009140953 A JP 2009140953A JP 2009140953 A JP2009140953 A JP 2009140953A JP 2010065522 A JP2010065522 A JP 2010065522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tile
solar cell
solar
carrier
cover plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009140953A
Other languages
English (en)
Inventor
Christopher George Edward Nightingale
ジョージ エドワード・ナイチンゲール クリストファー
Wai Hong Lee
ホン・リー ワイ
Hou T Boon
ホウ・ティ ブーン
Swee Ming Goh
ミン・ゴー スウィー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dragon Energy PteLtd
Dragon Energy Pte Ltd
Original Assignee
Dragon Energy PteLtd
Dragon Energy Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dragon Energy PteLtd, Dragon Energy Pte Ltd filed Critical Dragon Energy PteLtd
Publication of JP2010065522A publication Critical patent/JP2010065522A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25Roof tile elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04DROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D1/00Roof covering by making use of tiles, slates, shingles, or other small roofing elements
    • E04D1/30Special roof-covering elements, e.g. ridge tiles, gutter tiles, gable tiles, ventilation tiles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04DROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage; Sky-lights
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

【課題】本発明は太陽電池タイルに関し、特に、建物の屋根上で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いる太陽電池タイルに関する。
【解決手段】太陽電池タイル10は、キャリヤタイル12および、キャリヤタイル12の第1側18に形成された凹部20内に支持される太陽電池タイル14を含む。キャリヤタイル12には貫通穴電気端子28および30が設けられ、これは太陽電池セル14と電気接続される。カバープレート16は太陽電池セル14の上に重なり、キャリヤタイル12に密封して取り付けられる。太陽電池タイル10は、屋根の被覆に用いられるスレートまたはこけら板に似た外観を有して製造される。
【選択図】図1b

Description

本発明は太陽電池タイルに関し、特に、建物の屋根上で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いる太陽電池タイルに関するが、これに限定はしない。
建物のエネルギーニーズを補足するために、建物の屋根上に搭載した太陽電池パネルを用いることはよく知られている。かかるパネルは、現在ある屋根材の上に重なっている屋根に適合することができる。すなわち、パネルそれ自体は、屋根材を置き換えたり、または屋根材として作用するのではない。
出願人は、以前に屋根材として作用できる太陽電池タイルアセンブリーを考案した。該アセンブリーは以下を含む:1または2以上の機械的ファスナーが、下にある屋根構造への固定のためにこれを通り抜けて用いられるところのベースタイル、および前記ベースタイルに取り付けられ、その上に重なっている、1または2個以上の太陽電池カバータイル。各カバータイルには1または2個以上の太陽電池セルが備えられ、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する。カバータイルは対応するベースタイルに、接続ポストにより機械的および電気的に結合される。ポストは、ベースタイルに形成された貫通穴を通って押し入れられる。各ポストの第1端はベースタイルの上に伸びて、カバータイルの貫通穴電気端子に収容され、カバータイルのベースタイルへの電気的および機械的結合を提供する。各ポストの反対側の第2端はベースタイルの凹部内に伸びて、ベースタイルの凹部の中に次に設置される電気接続チューブのスロットに収容される。ポストの第2端の電気的および機械的接続には、接続チューブの直線および回転の動きの組合せが必要である。
出願人の上記の太陽電池タイルアセンブリーのさらなる詳細は、シンガポール特許出願第200716871-9号に提供されている。
本発明は、上記太陽電池タイルアセンブリーのカバータイルに関連する、さらなる研究および開発の結果である。
本発明の以下に続くクレームおよび前の記載において、特定の表現言語または必要な含意のために文脈から別の要求がある場合を除き、用語「含む("comprise")」または例えば「含む("comprises")」もしくは「含んでいる("comprising")」などの変形は、包含的な意味で用いられ、すなわち、述べられた特性の存在を明示するが、しかし本発明の種々の態様においてさらなる特性の存在または付加を除外するものではない。
本発明の1つの側面は、
凹部が設けられた第1側を有するキャリヤタイル;
凹部の中に設置された1または2個以上の太陽電池セル;および
前記太陽電池セルの上に重なり、キャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレート、
を含む、太陽電池タイルを提供する。
キャリヤタイルは、プラスチック材料から作られていてよい。
さらに、キャリヤタイルは、成形法により形成されてよい。
1つの態様において、太陽電池タイルは、太陽電池セルが設けられた側から見た場合に、スレート様外観を有する。この態様において、キャリヤタイルは、スレート様の色のものである。
太陽電池セルもスレート様の色のものであってよく、または代替的に、これが実質的に透明であるように形成されてよく、この場合下にあるキャリヤタイルは太陽電池セルを通して見ることができる。
太陽電池タイルの第1の態様において、カバープレートはキャリヤタイルに重なっていてよい。さらに、カバープレートはキャリヤタイルと実質的に同じ設置面積を有してよく、そのためキャリヤタイルとカバープレートのそれぞれの縁は実質的に共通の終端である。これにより、実質的に平らな上面を有する太陽電池タイルが提供される。この態様において、太陽電池セルは、その合わせた厚さが実質的に凹部の深さ以下である。
太陽電池タイルの第2の態様において、カバープレートは、凹部内に設置してよい。この態様において、太陽電池セルとカバープレートは、その合わせた厚さが凹部の深さに実質的に等しくなるように形成してよい。これにより、太陽電池タイルの上表面(これはカバープレートにより提供される表面である)が、実質的に平らとなる。
太陽電池タイルの少なくとも1つの縁は、曲線または丸い輪郭を有して提供されてよい。
1または2以上の電気端子が太陽電池タイル上に提供され、これを通って、太陽電池セルが発電した電気が遠くの電気装置、例えば、蓄電池、温水器、インバーターまたは電気器具へと流れることができる。
太陽電池タイルに穴を設けることができ、太陽電池タイルアセンブリーを所望の場所または位置または支持体へと保持するかまたは固定するためのファスナーを収容する。
1つの態様において、各電気端子は、穴に隣接して位置してよい。実際、各端子はそれぞれの穴に外接してよい。この態様において、各電気端子は貫通穴端子であり、導電材料で作られた輪を含んでよい。
導電体が提供されて、各電気端子と太陽電池セルとの間の電気接続を確立する。各導電体は、母線の形態であってよい。各母線は、対応する電気端子に結合することができる。電気端子および母線は、キャリヤタイル内に成形されてもよい。
カバープレートがキャリヤタイルに重なっている態様において、電気端子および/または導電体は、キャリヤタイルとカバープレートの間に挟まれていてもよい。しかし、カバータイルが凹部に設置されている態様においては、電気端子および/または導電体は、キャリヤタイル内に埋め込まれてもよい。
本発明のさらなる側面は、
少なくとも1個の貫通穴電気端子を備えたキャリヤタイル;
キャリヤタイル上に支持された1または2個以上の太陽電池セル;および
各電気端子用の導電体、
を含む太陽電池タイルであって、各導電体は、それぞれの電気端子と太陽電池セルの間に電気接続を提供し;および
電気端子および、導電体の少なくとも一部が、太陽電池タイルに埋め込まれている、前記太陽電池タイルを含む。
本発明の1つの態様を、例を用い、添付の図を参照して記載する。
図1aは、本発明による太陽電池タイルの第1の態様を示す図である。 図1bは、図1aに示すタイルの分解図である。 図1cは、図1aおよび1bに示す太陽電池タイルに組み込まれたキャリヤタイルの概略図である。 図2aは、本発明による太陽電池タイルの第2の態様を示す図である。 図2bは、図2aに示すタイルの分解図である。 図2cは、図2aおよび2bに示す太陽電池タイルに組み込まれたキャリヤタイルの概略図である。
図3は、本発明による複数の太陽電池タイルにより被覆された屋根の一部を示す図である。 図4は、太陽電池タイルの1つの態様を組み込んだシーリングシステムの断面図である。 図5は、太陽電池タイルの他の態様を組み込んだシーリングシステムの断面図である。 図6aは、複数の太陽電池タイルを搭載可能なベースタイルの分解組み立て図であり、ベースタイルは、3つのバンクの並列接続タイルの間の直列接続を提供する。
図6bは、図6aに示すベースタイルにより接続されたタイルの等価回路図である。 図6cは、複数の太陽電池タイルを搭載可能なベースタイルの分解組み立て図であり、ベースタイルは、各タイルを直列に接続するよう構成されている。 図6dは、図6cに示すベースタイルにより接続されたタイルの等価回路図である。 図7は、ベースタイルに組み込まれて、太陽電池タイルの間に電気接続を提供することができる、電気接続システムの概略図である。 図8は、屋根構造に固定された、組み立てられたベースタイルを示す図である。
好ましい態様の詳細な説明
添付の図、および特に図1a〜1cを参照すると、本発明による太陽電池タイル10の態様は、キャリヤタイル12および太陽電池セル14を含む。キャリヤタイル12は、凹部20がその上に設けられた第1側18を有する。太陽電池セル14は、セル14が凹部20内に設置されるように、凹部20に相対的な寸法を有する。カバープレート16は太陽電池セル14の上に重なっており、キャリヤタイル12に密封して取り付けることができる。この特定の態様において、カバープレート16は、キャリヤタイル12と実質的に同じ設置面積を有してこれと並列され、そのためプレート16とタイル12の縁は共通の終端を有する。
太陽電池タイル10の前面または暴露面22は、平らな表面24を備えている。平らな表面24の形成は、太陽電池セル14の厚さを凹部20の深さと実質的に同一以下に形成すること、およびカバープレート16の上面を平らにすることにより実現される。
太陽電池タイル10を備えた家または他の建物が、スレートまたはこけら板の屋根を設けているであろう周囲の家および建物と調和するために、太陽電池タイル10はスレート様の外観、すなわち、スレート様の色を有するよう、作製することができる。
これは、スレート様の色のキャリヤタイルを形成することにより実現できる。さらに、太陽電池セル14は実質的に透明に形成することができ、これにより、下にあるキャリヤタイル12のスレート様の色を太陽電池セル14を通して見ることができる;または、太陽電池セル14をスレート様の色に形成することによってもよい。カバープレート16を透明材料で製造し、太陽エネルギーのセル14への透過を最大化する。これはまた、下にあるキャリヤタイル12および/または太陽電池セル14のスレート様の色を、カバープレートを通して見えるようにする。
カバープレート16の縁は、キャリヤタイル12の周縁に、シーラント、接着剤または超音波溶接を用いて密封して取り付けてもよい。
太陽電池タイル10の下の縁またはストリップ26は、カバープレート16の下の縁からなり、これは、曲線または丸い断面で形成される。これにより、強風の条件において、揚圧力または揚圧力の効果の低減を支援することができると考えられる。
太陽電池セル14により発電された電気を収集またはそうでなければ使用するために、太陽電池タイル10は電気端子28および30を備えている。端子28および30は、太陽電池タイル14の電気接点32および34に、それぞれの導体または母線36および38により電気的に結合される。各端子28および30は、太陽電池タイル10に形成されたそれぞれの穴40および42を囲む丸型端子の形状をとる。特に、各穴40および42は、キャリヤタイル12の凹部20を含まない部分44に形成される。
母線36および38は、それらのそれぞれの端子28および30にはんだ付けなどの任意の好適な方法により電気的に結合される。太陽電池タイル10の製造中に、端子28および30ならびに母線36および38を太陽電池セル14に取り付けることができる。凹部または溝20をキャリヤタイル内に形成し、太陽電池セル14を凹部20内に設置すると端子および母線が設置される。その後、カバープレート16を太陽電池セル14の上に置き、キャリヤタイル12に密封して取り付ける。こうして、端子28および30と母線36および38は、カバープレート16とキャリヤタイル12の間に挟まれることにより、太陽電池タイル内に埋め込まれる。
図2a〜2cは、10Bで示す太陽電池タイルの第2の態様を示し、ここで、同じ参照番号は同じ特徴を示すのに用いられる。図1a〜1cとの比較から明らかであるように、2つの態様はよく類似しており、そのためこれらの態様における違いのみを説明する。
基本的にこれらの態様の主な違いは、太陽電池タイル10Bのカバープレート16の方が小さく、特に、これが凹部20に設置される寸法であることである。そのため、凹部20はより深く作られ、ここでカバープレート16と太陽電池セル14を合わせた厚さが、凹部20の厚さにほぼ等しい。こうして太陽電池タイル10Bは、太陽電池タイル10Bとの関連において上記された平らな上部表面24を維持することになる。また、カバープレート16が凹部20内に設置されるために、タイル10Bの下の縁26の曲線傾斜プロファイル(curved of vebeled profile)がキャリヤタイル12に提供される。端子28および30ならびに母線36および38は、キャリヤタイル12に埋め込まれることにより、およびさらに具体的にはキャリヤタイル12内に成形されることにより、太陽電池タイル10Bに埋め込まれることができる。
例えば、端子28および30ならびにそれらに取り付けられた母線36および38の長さの一部は、キャリヤタイル12の形成の間に、キャリヤタイル12内に成形することができる。しかし、各母線の遠い端は凹部20内に伸びて、自由に太陽電池セル14との接続ができるようになっている。カバープレート16もまた、透明プラスチック材料から作られてよい。
太陽電池タイル10および10B両方の態様の操作および使用は、同一である。単純化のために、これらの操作および使用を、以下ではタイル10のみを参照して説明する。
図3は、太陽電池タイル10のアレイであって、複数の平行な屋根の垂木48を含む屋根構造46に結合しこれの上にある、前記太陽電池タイル10のアレイを示す。以下にさらに詳細に説明するように、太陽電池タイル10は下にあるベースタイル100に接続されており、さらに該ベースタイルは下にある垂木48に固定されている。太陽電池タイル10は連続する列52a〜52iに配置され、ここで列52aが最も下である。連続する列は、下の列に対して太陽電池タイル10の幅の半分だけずらされている。さらに、高い列は隣接する下の列に部分的に重なっている。例えば、列52bの太陽電池タイル10は、列52aの太陽電池タイル10の上に重なっている。特に、高い列の太陽電池タイル10は、下の列の太陽電池タイル10の一部44に重なる。この太陽電池タイル10の配置が、スレートまたはこけら板の幾何学的外観を有する屋根材による屋根構造46を提供する。この外観は、太陽電池タイル10のスレート様の外観および色によって強調される。
最も単純な形態において、太陽電池タイル10の相対する長手方向側面は平らであり、隣接するタイル10の側面に接している。防水シールが必要な場合は、隣接面の間またはその上に、シーラント材料のビード(bead)が必要である。しかし、代替の態様において、図4および5に示すように、各太陽電池タイル10の相対する長手方向側54および56を密封構造または密封要素で形成でき、これは互いにはめあわされた場合に、任意の特定の列52の隣接する太陽電池タイル10の間に防水シールを形成する。すなわち、太陽電池タイル10の56の側は、隣接する太陽電池タイル10の長手方向側54とはめあわされてシールを形成することができる。これは、幾つかの異なる方法により実現できる。例えば図4は部分44を通るタイル10の断面を示し、ここで側面54は長手方向の溝55と共に形成され、側面56は、溝に適合してこれとシールを形成する、長手方向および横方向に伸びるさね57と共に形成される。図5に示す代替の配置において、側面54は、厚さが太陽電池タイル10の半分である、表面24と同一平面の横方向に伸びるリップ(lip)59と共に形成され、一方側面56は、厚さは同様に太陽電池タイル10の半分であるが、キャリヤタイル12の底面と同一平面の相補的リップ61を備えており、これにより1つの太陽電池タイル10の側面56は、隣接する太陽電池タイル10の側面54に重なって、防水シールを形成することができる。両方の配置の密閉効果は、第1の例においてはさね57と溝55の間で、および第2の例においては重なるリップ61、59の間で作用する、1または2以上のゴムシール63の提供により、増強することができる。
図6a、6b、7および8は、1または2個以上の太陽電池タイル10を接続可能なベースタイルアセンブリー100の態様を、さらに詳細に示す。ベースタイル100は第1(上)表面104を有する基板102、および基板102により支持される電気接続システム200を含む。電気接続システム200は、基板102に側面から側面まで延びる複数の導電レール202、およびそれぞれが第1表面104の上に伸びる自由端206を有する、1または2個以上のポスト204を含む。
図6a、6b、7および8に示す特定の態様において、基板102は、平らな底面112を有するボトムシェル110と、底面112の周りに伸びる周壁114を含む。底面112と周壁114の間には空隙116が規定される。導電レール202は、空隙116内に設置される。
基板102はまた、空隙116の上に重なりボトムシェル110に密封して取り付けられるトップシェル120も含む。トップシェル120には、複数の穴122の列が設けられ、これを通ってポスト204の自由端が伸びる。トップシェル120をボトムシェル110に密封して取り付ける前に、ベースタイル100を通過する熱を最小化するために、空隙116を絶縁材料で充填してもよい。
レール202の相対する側の端には相補的コネクタが形成され、これにより1つのベースタイル100のレール202の1つの端のコネクタが、隣接するベースタイル100の他のレール202の電気コネクタに電気的に接続できる。すなわち、横に隣接するベースタイル100のレール202は一緒に接続されて、横に隣接するタイル100の間の電気的導通状態を提供する。図6bの回路図に示すように、電気接続システム200のこの態様は、各ベースタイル100に、並列接続太陽電池タイル10の3つの独立したバンクを提供する。各バンクは隣接するベースタイル100の隣接するバンクに電気的に接続されている。しかし、以下に説明するように、異なる電気接続システムをベースタイルに組み込んで、電気出力を提供することもできる。
ベースタイルアセンブリー100および電気接続システム200の構造および他の特性の更なる詳細は、出願人の共同係属中の特許………………..に記載されている。上記の簡単な説明は、太陽電池タイル10の操作および接続についての以下の説明を支援するために提供される。
前に記載したように、各太陽電池タイル10には1対の端子28および30が備えられている。複数の太陽電池タイル10を、ベースタイル100に接続可能である。これは、太陽電池タイル10の端子28および30を、表面104の上に伸びる、横に並んだ2つのポスト204の自由端206と整列させることにより、実現される。例えば図8を参照すると、第1の太陽電池タイル10をベースタイル100に結合するには、ベースタイルアセンブリー100の左下角の自由端206aおよび206bを、太陽電池タイル10の穴40および42を通って押し出す。ポスト204は対応する端子28および30と電気接続するように構成されており、この特定の太陽電池タイル10の太陽電池セル14との電気的結合を提供する。続いて前と同じ列の隣接する太陽電池タイル10を、次の2つの横に並んだ自由端206と結合する。このプロセスを、太陽電池タイル10の各列について継続すると、屋根構造全体またはその一部を、太陽電池タイル10で被覆することができる。
各太陽電池タイル10の太陽電池セル14が発電する電気は、ポスト108およびレール106を通って、蓄電池、インバーター、ヒーターまたは他の機器などの、遠くの電気デバイスおよび装置へと導電される。
図1は、3×6マトリクスに配列された18個の太陽電池セル14を有する、太陽電池タイル10を示す。さらに図3および図6は、9個の太陽電池タイル10を接続可能なベースタイル100を示す。
太陽電池タイル10当たりの具体的なセル14の数、およびセルがタイル10内で接続される様式、ならびに各ベースタイル100に接続されるタイル10の数およびタイル10が電気的に接続される様式は、多数の設計考慮事項に依存する。これらには、限定はされないが以下が含まれる:
(a)太陽電池タイル10により駆動される負荷の性質、特に、任意の最小電圧および/または電流要求;
(b)製造された太陽電池セル14の形状および構造、およびセルがキャリヤタイル12の上にどのように敷き詰められるか;および
(c)セル14への遮蔽の効果。
例えば、本発明のこの態様による太陽電池タイル10が、一般の室内グリッドインバータを駆動するのに十分な電圧を提供するために用いられる場合、セル14を、180Vのオーダーの最大電圧を生成するような様式で組み合わせるのが適当である。例えば、典型的な容易に入手可能な多結晶太陽電池セルが約0.5Vの最大電圧を生成するとする。生成される電流は、セルのサイズおよび面積に依存する。180Vを生成するためには、多数のセル14を直列接続する必要があることは明らかである。約180Vの電圧を生成するための最適な方法を決定するには、次の間のトレードオフを考える必要がある:
(i)直列接続された太陽電池セルが大きな面積を有すること、これは、直列接続されたセルの1つが遮蔽効果(すなわち、周辺の建物による、または葉および/または鳥の糞などの不透明な異物による)のために完全な照射を受けられなかった場合には、低下した電力出力となる可能性がある;
(ii)直列接続された太陽電池セルが小さな面積を有すること、これは、遮蔽効果の影響を受けにくいが、しかしより高い電圧を生成するため安全性についての懸念を呼び、必要な負荷および/または関連するエネルギー管理システムに対して十分に高くない電流を生成する可能性がある。
図6cおよび6dに示すような1つの特定の構造は、MPPT範囲150+Vを有する典型的な室内用グリッドインバーターを駆動するのに好適であるように見え、これは3×3直列接続マトリクスに配列された9個の太陽電池セル14の配列を有するタイル10を含み、ここで各ベースタイル100は、9個の直列接続太陽電池タイル10を保持する。ここで電気接続システムは、図6a、6b、および7に示すものとは異なり、その理由は、図6cおよび6dに示すように、各太陽電池タイル10の間の直列接続を提供するからである。かかる構造において、各ベースタイル100は約41Vの出力電圧および約1.25Aの電流を生成する。5個のベースタイル100を一緒に直列に接続することで、約180Vの出力電圧を実現する。各ベースタイルが600×600mmの寸法を有する場合、約180Vを発電するために必要な屋根の面積は600×3000mmであり、ここに5個のベースタイル100が並んで配置される。
しかし、これのみが、目的のインバーターを駆動するのに十分な電圧を生成するための、可能なただ1つの構造ではない。他の構造も可能であり、例えば、各太陽電池タイル10が2×5のマトリクスに配列された10個の直列接続太陽電池セル14を有し、ここでベースタイル100は、9個の直列接続タイル10を有する。この場合、各タイル10は約5Vを生成し、したがって各ベースタイル100は約45Vを生成し、このケースでは約180Vを生成するためには、4個の直列接続ベースタイル100が必要である。
さらなる代替案において、各太陽電池タイル10は、例えば5×5のマトリクスに配列された25個の太陽電池セル14を有してもよい。この場合、各タイル10は約12.7Vを生成し、したがって9個の直列接続太陽電池タイル10を有する各ベースタイル100は、約114Vを生成し、このケースでは180Vの出力を達成するには、2個の直列接続ベースタイル100が必要である。
上記の構造において、各太陽電池タイル10は、複数の太陽電池セル14を含む。これには、セルの切断、したがって廃棄が必要である。
さらなる変形において、各太陽電池タイルは1つのカットしていない太陽電池セルを含んでもよい。図6aおよび6bに示すような、各ベースタイル上の太陽電池タイル間の並列接続であって、ただし直列接続されたバンクを有することにより、各ベースタイルは約4.6Vの出力電圧および約5.1Aの電流を生成する。したがって、少なくとも180Vの出力電圧を実現するには、40個の直列接続ベースタイルが必要である。しかし、図6cおよび6dに示すような電気接続を用いれば、各ベースタイルは約0.5Vの出力電圧および約5.1Aの電流を生成する。したがって、少なくとも180Vの出力電圧を実現するには、119個の直列接続ベースタイルが必要である。
ここに本発明の態様を詳細に説明したため、当業者にとっては、基本的な発明概念から外れることなく、多くの修正および変形が作製可能であることは明らかである。
例えば、キャリヤタイル12は、1つの太陽電池セル14を設置するための1つの凹部20を含むように記載され示されている。しかし、それぞれに別々の小さな太陽電池セルが設置される、多数の凹部を形成してもよい。さらに、端子28および30は、キャリヤタイル12の分離された貫通穴端子として示されている。しかし、別の形態において、端子28および30は互いに同心円状に形成してもよく、これによって電気接続を同軸の単一ピンコネクタを用いて実現できる。逆に、必要に応じて、2個より多くの端子をタイル10に提供してもよく、例えば2つの正の端子と2つの負の端子を提供し、ここで同じ極性の端子を太陽電池セル14に並列接続する。これにより、1つのコネクタが故障した場合に一定の冗長性を提供し、また太陽電池タイル10のベースタイル100へのより強い機械的結合を提供する。
全てのかかる修正および変形は、当業者に明らかである他のものと共に本発明の範囲内であるとみなされ、ここで本発明の特性は、上記の説明および添付のクレームから決定される。

Claims (27)

  1. 太陽電池タイルであって、
    凹部が設けられた第1側を有するキャリヤタイル;
    凹部の中に設置された1または2個以上の太陽電池セル;および
    前記太陽電池セルの上に重なり、キャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレート、
    を含む、前記太陽電池タイル。
  2. キャリヤタイルがプラスチック材料で作られている、請求項1に記載の太陽電池タイル。
  3. キャリヤタイルが成形法により形成される、請求項1または2に記載の太陽電池タイル。
  4. 太陽電池セルが設けられた側から見た場合に、太陽電池タイルがスレート様外観を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  5. キャリヤタイルがスレート様の色のものである、請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  6. 太陽電池セルがスレート様の色のものであるか、または代替的に、これが実質的に透明であって下にあるキャリヤタイルを太陽電池セルを通して見ることができる、請求項1〜5のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  7. 太陽電池タイルの少なくとも1つの縁が、曲線または丸い輪郭である、請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  8. 1または2以上の電気端子をさらに含み、太陽電池セルが発電した電気が該電気端子を通って遠くの電気装置へと流れることができる、請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  9. キャリヤタイルに穴が設けられ、太陽電池タイルアセンブリーを所望の場所または位置または支持体へと保持するかまたは固定するためのファスナーを収容する、請求項8に記載の太陽電池タイル。
  10. 各電気端子が、穴に隣接して位置する、請求項9に記載の太陽電池タイル。
  11. 各電気端子が、それぞれの穴に外接する、請求項9または10に記載の太陽電池タイル。
  12. 各電気端子が、導電材料で作られた輪の形状である、請求項8〜11のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  13. 導電体が提供されて、各電気端子と太陽電池セルとの間の電気接続を確立する、請求項8〜12のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  14. 各導体が、母線の形態である、請求項13に記載の太陽電池タイル。
  15. 電気端子が、太陽電池タイルに埋め込まれている、請求項8〜14のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  16. 導電体が、太陽電池タイルに埋め込まれている、請求項13〜15のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  17. カバープレートが凹部内に設置された、請求項1〜16のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  18. 太陽電池セルとカバープレートの合わせた厚さが、凹部の深さに実質的に等しい、請求項17に記載の太陽電池タイル。
  19. カバープレートを備えた太陽電池タイルの表面が実質的に平らである、請求項1〜18のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  20. カバープレートが上に重なっており、これが実質的にキャリヤタイルと共通の終端を有する、請求項1〜16のいずれかに記載の太陽電池タイル。
  21. 太陽電池セルが、実質的に凹部の深さ以下の厚さを有する、請求項20に記載の太陽電池タイル。
  22. 電気端子が、キャリヤタイルとカバープレートの間に挟まれている、請求項20または21に記載の太陽電池タイル。
  23. 少なくとも1個の貫通穴電気端子を備えたキャリヤタイル;
    キャリヤタイル上に支持された1または2個以上の太陽電池セル;および
    各電気端子用の導電体、
    を含む太陽電池タイルであって、この、または各導電体は、それぞれの電気端子と太陽電池セルの間に電気接続を提供し;および
    電気端子および、導電体の少なくとも一部が、太陽電池タイルに埋め込まれている、前記太陽電池タイル。
  24. 太陽電池セルを支持している側から見た場合に、太陽電池タイルがスレート様の外観を有する、請求項23に記載の太陽電池タイル。
  25. キャリヤタイルに、太陽電池セルを支持する凹部が設けられている、請求項23または24に記載の太陽電池タイル。
  26. 太陽電池セルの上に重なりキャリヤタイルに密封して取り付けられたカバープレートをさらに含む、請求項25に記載の太陽電池タイル。
  27. 各導電体の遠位端が自由端であり凹部の中に伸びている、請求項13〜15、25および26のいずれかに記載の太陽電池タイル。
JP2009140953A 2008-09-15 2009-06-12 太陽電池タイル Pending JP2010065522A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG200806822-3A SG160244A1 (en) 2008-09-15 2008-09-15 Photovoltaic tile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010065522A true JP2010065522A (ja) 2010-03-25

Family

ID=40580651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009140953A Pending JP2010065522A (ja) 2008-09-15 2009-06-12 太陽電池タイル

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20100065107A1 (ja)
EP (1) EP2180525A3 (ja)
JP (1) JP2010065522A (ja)
KR (1) KR20110079657A (ja)
CN (1) CN102272394A (ja)
AU (1) AU2009292238A1 (ja)
CA (1) CA2737117A1 (ja)
GB (1) GB2463335A (ja)
IL (1) IL211653A0 (ja)
MX (1) MX2011002740A (ja)
SG (1) SG160244A1 (ja)
TW (1) TW201018769A (ja)
WO (1) WO2010030246A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015186237A1 (ja) * 2014-06-06 2015-12-10 株式会社カネカ 太陽電池モジュール及び屋根構造

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG160243A1 (en) * 2008-09-12 2010-04-29 Dragon Energy Pte Ltd An electrical connection system
US8695289B2 (en) * 2008-12-09 2014-04-15 Certainteed Corporation Photovoltaic roofing elements, photovoltaic roofing systems, methods and kits
US8732940B2 (en) * 2009-03-12 2014-05-27 Clean Energy Solutions, Inc. System and method for mounting photovoltaic panels
US20100325976A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 Degenfelder Jeffrey G Solar shingle system
US8511006B2 (en) * 2009-07-02 2013-08-20 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Building-integrated solar-panel roof element systems
US20120055550A1 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 First Solar, Inc. Solar module with light-transmissive edge seal
US20130340969A1 (en) * 2011-02-24 2013-12-26 Rensselae Polytechnic Institute Energy exchange building envelope
US8782972B2 (en) 2011-07-14 2014-07-22 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Solar roofing system
EP2565341A3 (fr) 2011-08-31 2015-12-09 Groupe Bacacier Dispositif d'intégration et de fixation d'un panneau photovoltaïque à une toiture
NL2008853C2 (nl) * 2012-05-22 2013-11-25 Mate4Sun B V Zonnepaneelmodule en samenstel.
JP2016532421A (ja) * 2013-07-19 2016-10-13 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 太陽電池アレイのための嵌合システム
ES2528066B1 (es) * 2013-08-02 2015-11-11 José Alejandro MÉNDEZ CLEMENTE Losa para cubierta de tejado
US9515599B2 (en) 2013-09-17 2016-12-06 Lumos Lsx, Llc Photovoltaic panel mounting rail with integrated electronics
ES2611707B1 (es) * 2015-11-05 2018-02-13 Guillermo MADRIGAL BALLESTER Placa solar ondulada modulable imitando la teja colocada
US10483904B2 (en) 2016-12-01 2019-11-19 Roderick Matthew COSTAIN Integrated solar building product panels
GB2576691B (en) * 2018-05-22 2021-01-27 Champion Mouldings Ltd Solar roof tiles
DE102018131341A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-10 Hanwha Q Cells Gmbh Solarmodul und Photovoltaik-Anlage
GB201905849D0 (en) * 2019-04-26 2019-06-12 Roof Tiles Tech Limited Photovoltaic roof covering and method of manufacture
USD941231S1 (en) * 2019-06-13 2022-01-18 Morgan Solar Inc. Solar panel
CA3195662A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 Peter Clemente Mounting apparatus for photovoltaic modules

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2818474A1 (de) * 1978-04-27 1979-10-31 Bauer Geb Koerzdorfer Ingeborg Dachabdeckung, sowie dazugehoerige anlage bzw. anordnung
DE2806810A1 (de) * 1978-02-17 1979-08-23 Werner Burde Solardachplatte
US4830038A (en) * 1988-01-20 1989-05-16 Atlantic Richfield Company Photovoltaic module
US5290366A (en) * 1990-03-08 1994-03-01 Siemens Solar Gmh Laminated solar module
US5232518A (en) * 1990-11-30 1993-08-03 United Solar Systems Corporation Photovoltaic roof system
WO1995008194A1 (de) * 1993-09-16 1995-03-23 Blue Planet Ag Solar-dachziegel/dachstein
US5590495A (en) * 1995-07-06 1997-01-07 Bressler Group Inc. Solar roofing system
US5647915A (en) * 1996-06-13 1997-07-15 Zukerman; Charles Solar energy panel
DE19704255C2 (de) * 1997-02-05 2002-01-24 Gerhard Wissing Verfahren zum Herstellen eines Solardachziegels
AU2150800A (en) * 1998-11-13 2000-06-05 Us Solar Roof Photovoltaic roof tile
AUPQ236199A0 (en) * 1999-08-20 1999-09-16 Melbourne Equities Pty Ltd Solar panel
DE20002827U1 (de) * 2000-02-17 2000-05-04 Roehm Gmbh Photovoltaik-Element
JP2002124695A (ja) * 2000-10-13 2002-04-26 Sharp Corp 太陽電池モジュールの設置構造及び設置方法
JP3797871B2 (ja) * 2000-12-05 2006-07-19 シャープ株式会社 宇宙用ソーラーパネルおよびその修理方法
WO2002101839A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-19 Powertile Limited Photovoltaic tiles
TWI230466B (en) * 2001-09-28 2005-04-01 Kaneka Corp Solar cell module, method for laying out solar cell modules, and method for separation of solar cell modules
AUPS038702A0 (en) * 2002-02-08 2002-02-28 Sustainable Technologies International Construction products with integrated photovoltaics
US7342171B2 (en) * 2003-01-23 2008-03-11 Solar Intergrated Technologies, Inc. Integrated photovoltaic roofing component and panel
US7645932B2 (en) * 2003-09-10 2010-01-12 Ixys Corporation Solar cell device having a charge pump
US20060266406A1 (en) * 2004-06-09 2006-11-30 Tom Faust Devulcanized photovoltaic roofing tiles
US7642449B2 (en) * 2004-08-24 2010-01-05 General Electric Company Photovoltaic integrated building component
US20060042683A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Ron Gangemi System and method for mounting photovoltaic cells
WO2007035677A2 (en) * 2005-09-19 2007-03-29 Solar Roofing Systems, Inc. Integrated solar roofing system
DE102006044418B3 (de) * 2006-09-18 2007-12-06 Solon AG für Solartechnik Leichtgewichtiges Photovoltaiksystem in einer Ausbildung als Modulplatte

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015186237A1 (ja) * 2014-06-06 2015-12-10 株式会社カネカ 太陽電池モジュール及び屋根構造
JPWO2015186237A1 (ja) * 2014-06-06 2017-04-20 株式会社カネカ 太陽電池モジュール及び屋根構造
US10027275B2 (en) 2014-06-06 2018-07-17 Kaneka Corporation Solar cell module and roof structure

Also Published As

Publication number Publication date
SG160244A1 (en) 2010-04-29
US20100065107A1 (en) 2010-03-18
CA2737117A1 (en) 2010-03-18
WO2010030246A2 (en) 2010-03-18
KR20110079657A (ko) 2011-07-07
AU2009292238A1 (en) 2010-03-18
WO2010030246A3 (en) 2013-02-28
EP2180525A3 (en) 2011-04-06
EP2180525A2 (en) 2010-04-28
GB2463335A (en) 2010-03-17
GB0903763D0 (en) 2009-04-15
MX2011002740A (es) 2011-08-12
IL211653A0 (en) 2011-05-31
CN102272394A (zh) 2011-12-07
TW201018769A (en) 2010-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010065522A (ja) 太陽電池タイル
CN101220700B (zh) 用于沥青屋面集成光电模块的方法和系统
JP2010080916A (ja) 太陽電池パネル
KR101256648B1 (ko) 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재
US8613169B2 (en) Electrical routing structures for building integrable photovoltaic arrays
US8833005B1 (en) Base sheet integrated photovoltaic roofing assemblies
MX2013011512A (es) Sistema de panel solar integrado en techo con microinversores montados a los lados.
JP2009091895A (ja) 光起電タイル組立体。
JPH0745852A (ja) 太陽光発電用屋根
JP6935199B2 (ja) 光起電装置を備えるパネル
GB2488902A (en) Composite insulating panel and with laminated solar electric external sheet
AU723080B2 (en) Solar cell system and method of establishing the system
KR100357905B1 (ko) 건축 외장용 태양광기전 모듈
JP5131527B2 (ja) 太陽電池の屋根上への設置構造及び設置工法
US8631613B1 (en) Interlocking lips on building integrable photovoltaic module edges
KR101506705B1 (ko) 인버터 일체형 고전압 bipv 태양전지 패널
JP4326990B2 (ja) 屋根材一体型太陽電池モジュール
JP3849863B2 (ja) 屋根材一体型太陽電池モジュール
JP3823947B2 (ja) 屋根材分離型太陽電池モジュール
JP2000058894A (ja) 太陽電池ユニット及び太陽光発電装置
JPH1046772A (ja) 太陽電池パネルおよび屋根構造体
CN220605814U (zh) 一种光伏瓦组件
JP2000223729A (ja) 太陽光発電屋根及び太陽光発電装置
JPH1027919A (ja) 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの接続方法並びに建物および建築物
JPH08226210A (ja) 太陽光発電用屋根材およびその施工方法